熱電紅外光譜儀是一種利用物質(zhì)在紅外波段的吸收特性,對物質(zhì)進行定性和定量分析的儀器。工作原理是,當(dāng)物質(zhì)受到紅外光照射時,分子中的化學(xué)鍵會吸收特定波長的光能并轉(zhuǎn)化為熱能,使得物質(zhì)的溫度升高。這種吸收現(xiàn)象是由于分子振動能級和紅外光光子能量之間的匹配關(guān)系決定的。通過測量物質(zhì)吸收紅外光后的溫度變化,可以得到物質(zhì)對特定波長光的吸收強度,從而得到物質(zhì)的紅外光譜。它廣泛應(yīng)用于環(huán)保、化工、醫(yī)藥、食品、建材、電子等眾多領(lǐng)域,對于環(huán)境監(jiān)測、產(chǎn)品質(zhì)量控制等方面起到了重要作用。
熱電紅外光譜儀的主要組成部分包括紅外光源、樣品室、探測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。紅外光源通常使用能發(fā)出連續(xù)或脈沖紅外光的汞燈或半導(dǎo)體激光器。樣品室是用于放置被測物質(zhì)的地方,其內(nèi)部通常裝有光學(xué)窗口和恒溫裝置,以保證樣品處于恒定的溫度和壓力下。探測器用于測量樣品吸收紅外光后的溫度變化,常用的探測器有熱電偶、熱電阻和熱電堆等。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)則負(fù)責(zé)將探測器測量到的信號轉(zhuǎn)換為物質(zhì)的紅外光譜。
熱電紅外光譜儀的主要優(yōu)點是操作簡單,測量速度快,不需要復(fù)雜的樣品預(yù)處理。同時,由于它是非破壞性檢測,不會對樣品造成任何損害,因此特別適合于對珍貴樣品和微量組分的分析。此外,由于紅外光譜包含了豐富的分子結(jié)構(gòu)信息,因此紅外光譜儀還可以用于物質(zhì)的定性分析。
然而,熱電紅外光譜儀也存在一些缺點。首先,由于紅外光在空氣中的傳播會受到大氣成分的影響,因此在使用紅外光譜儀時需要排除空氣的影響。其次,由于紅外光的波長較長,因此其分辨率較低,不適合于對細節(jié)結(jié)構(gòu)的分析。最后,由于紅外光譜受到物質(zhì)狀態(tài)(如溫度、壓力)的影響,因此在使用紅外光譜儀時需要嚴(yán)格控制這些條件。